לסיליקון קרביד ולסיליקון ניטריד יש יכולת הרטבה נמוכה עם מתכת מותכת. מלבד חדירת מגנזיום, ניקל, סגסוגת כרום ופלדת אל-חלד, אין להם יכולת הרטבה עם מתכות אחרות, ולכן יש להם עמידות מצוינת בפני קורוזיה והם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית האלקטרוליזה של אלומיניום.
במאמר זה, נחקרה עמידות הקורוזיה של סיליקון קרביד R-SiC שעבר התגבשות מחדש וסיליקון קרביד Si3N4-SiC הקשור לסיליקון ניטריד בתמיסות סגסוגת Al-Si במחזור חם, מקווי רוחב מרובים.
על פי נתוני הניסוי של 9 מחזורי תרמיה במשך 1080 שעות בסגסוגת אלומיניום-סיליקון מותכת בטמפרטורה של 495 מעלות צלזיוס ~ 620 מעלות צלזיוס, התקבלו תוצאות הניתוח הבאות.
דגימות R-SiC ו-Si3N4-SiC גדלו עם זמן הקורוזיה וקצב הקורוזיה ירד. קצב הקורוזיה תאם את הקשר הלוגריתמי של הדעיכה (איור 1).
על פי ניתוח ספקטרום האנרגיה, דגימות R-SiC ו-Si3N4-SiC עצמן אינן מכילות אלומיניום-סיליקון; בתבנית XRD, כמות מסוימת של שיא אלומיניום-סיליקון היא סגסוגת האלומיניום-סיליקון שנותרה על פני השטח. (איור 2 - איור 5)
באמצעות ניתוח SEM, ככל שזמן הקורוזיה עולה, המבנה הכללי של דגימות R-SiC ו-Si3N4-SiC רופף, אך ללא נזק גלוי. (איור 6 - איור 7)
מתח הפנים σs/l>σs/g של הממשק בין נוזל האלומיניום לקרמיקה, זווית ההרטבה θ בין הממשקים היא >90°, והממשק בין נוזל האלומיניום לחומר הקרמי הלוח אינו רטוב.
לכן, לחומרים R-SiC ו-Si3N4-SiC עמידים בפני קורוזיה מצוינת כנגד התכת אלומיניום וסיליקון, והבדל ביניהם קטן. עם זאת, עלות חומרי Si3N4-SiC נמוכה יחסית והם מיושמים בהצלחה במשך שנים רבות.
זמן פרסום: 17 בדצמבר 2018